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KIST, 물젖음현상 이용 색변환 빛스위치 기술 개발

최저 간극 10㎚급 분자 검지 기술 제공 실마리

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2022-03-03 12:00 송고
전기습윤에 의한 광공진기 스위치의 동작 원리(KIST 유용상 박사 제공)© 뉴스1

국내 연구진이 맨눈으로 검지 가능한 색변환 분자감지 센서 원천기술을 확보했다.

3일 한국연구재단에 따르면 한국과학기술연구원(KIST) 유용상 박사 연구팀이 광 공진 기판에서 물방울 젖음 특성을 갖게 하는 전기 습윤 기반의 광학 스위치 센서 기술을 개발했다.

그간 나노 구조체 센서들은 모두 물 환경을 배제하는 구조적 특성으로 나노와 물과의 만남은 과학이 극복해야 할 장벽으로 여겨졌다.

이에 실제 바이오센서로 활용되기 위해서는 나노 구조와 물 환경을 접목시키는 기술이 필수적이다.

물 안에서 반응해야 하는 생체기반 분자들이 나노구조 내부로 접근되지 않는다면 나노 구조물의 사용 자체가 무용지물이 되기 때문이다.

하지만 현존하는 기술로는 10 나노급의 나노입자 구조체 내부로 순수한 물을 투과시키는 것은 어려웠다.

이에 연구팀은 전기 습윤 현상에 기반하여 젖음성 환경을 유도, 극미세 간격의 10㎚ 크기를 가진 매우 작은 나노구조체 표면에서 젖음성을 보장할 수 있는 방법을 규명했다.

이를 광 공진기 구조체에 적용해 광학 스위치 및 센서를 만들어 복잡한 장비 없이 수중에 극미량 존재하는 글루코스(혈당검지용 타겟 분자) 농도를 색으로 구분하는 현장 감지 기술을 개발했다.

연구팀은 실제 나노 스케일에서 일어나는 젖음성 변이 현상을 시각적으로 실시간 관측하는 데 성공했다.

특히 물이 10㎚ 구조 내부로 통과된 경우에만 색상이 변하는 빛 스위치를 개발, 나노구조에서 발생하는 젖음 현상을 실시간으로 모니터링 할 수 있게 됐다.

연구팀은 후속 연구 등을 통해 다양한 의·치료 목적의 분자 검지 기술로 호환 가능성을 기대하고 있다.

한편, 이번 연구 성과는 분자검지 분야 국제학술지 ‘스몰’에 2월21일 게재됐다.


km5030@news1.kr

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